二叉树层次遍历与求和路径解析

3 下载量 160 浏览量 更新于2024-08-31 收藏 72KB PDF 举报
“从上往下打印二叉树”的问题主要涉及数据结构中的二叉树和算法中的层次遍历。这个问题在面试中常被称为“剑指Offer”系列的一部分,它要求我们按照从上到下、从左到右的顺序打印二叉树的所有节点。 二叉树是一种特殊的树形数据结构,每个节点最多有两个子节点,通常称为左子节点和右子节点。在二叉树的层次遍历中,我们需要按照层级顺序逐层访问所有节点。这里提供的解题思路是采用先进先出(FIFO)的数据结构——队列来实现。 具体步骤如下: 1. 初始化一个空队列,并将根节点放入队列。 2. 当队列不为空时,执行以下操作: a. 取出队列头部的节点,将其值加入结果数组。 b. 如果当前节点有左子节点,将其左子节点入队。 c. 如果当前节点有右子节点,将其右子节点入队。 d. 移除当前节点,即完成对该节点的处理。 3. 重复上述步骤,直到队列为空,表示所有节点都被访问过。 在C++的代码实现中,定义了一个`TreeNode`结构体表示二叉树节点,并创建了一个`Solution`类,其中的`levelOrder`函数负责层次遍历。首先检查根节点是否为空,然后用一个队列存储节点,每次循环时取出队首节点,将其值添加到结果数组,接着将左右子节点(如果存在)加入队列,最后弹出队首节点。当队列为空时,遍历结束,返回结果数组。 Python的实现与C++类似,同样定义了`TreeNode`类,并创建了一个`Solution`类,其中的`levelOrder`函数实现相同的功能。这里使用了一个临时列表`tmp`来辅助处理当前层级的节点,每次循环时将`tmp`清空并重新填充下一层级的节点,直到`tmp`为空,表示遍历结束。 以上就是“从上往下打印二叉树”的核心知识点,它考察了对二叉树结构的理解以及利用队列进行层次遍历的能力。在实际编程面试中,这种题目能很好地测试应聘者对数据结构和算法的应用。
2010-09-29 上传
/* 这是一个在字符环境中,用ASCII码打印二叉树形状的算法。 在Linux控制台下写的例题,在DOS中稍有点乱。 采用层次遍法。 算法拙劣,仅供初学者做练习,(本人也是初学者,自学数据结构,刚好学到这二叉树这一章, 半路出家,基础差有点吃力头大,搞几个二叉的例题,却不知道其构造形状, 想调用图形API做个美观点的,却有点偏离本章的学习目的,只好用字符打印, linux环境中打印的还可以,DOS中有点不稳定,如果您有更好的算法一定不吝赐教。 我的QQ:137241638 mail:hnflcp@139.com */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MaxSize 100 //Pstart是二叉树根结点在一行中的位置,一行最能打印124个字符,取其1/2。 //如果你的屏不够宽的话,可以输出文本文件里, aa.exe>>aa.txt #define Pstart 40 typedef struct bstnode { int key, data, bf; struct bstnode *lchild, *rchild; }BSTNode; typedef struct pnode //为打印二叉树建了一个结构。 { int key; //关键字数据1 int data; //关键字数据2 struct pnode *lchild, //左孩子 *rchlid, //右孩子 *parent; //父节点 int lrflag, //标记本节点是左孩子(等于0时),还是右孩子(等于1时) space, //存储本节点打印位置 level; //存储本节点所在层次。 }PBSTNode; /*建立二叉树。 用括号表示法表示二叉树字符串,创建二叉树。 */ BSTNode* CreateBSTNode(char *s) { char ch; BSTNode *p=NULL, *b=NULL, *ps[MaxSize]; int top=-1, tag=-1; ch=*s; while(ch) { switch(ch) { case '(':ps[++top]=p;tag=1;break; case ',':tag=2;break; case ')':top--;break; default: p=(BSTNode*)malloc(sizeof(BSTNode)); p->data=ch; p->lchild=p->rchild=NULL; if(b==NULL) b=p; else { switch(tag) { case 1:ps[top]->lchild=p;break; case 2:ps[top]->rchild=p;break; } } } ch=*(++s); } return b; } //用适号表示法打印二叉树。 void DispBSTNode(BSTNode *b) { if(b!=NULL) { printf("%d",b->key); if(b->lchild!=NULL||b->rchild!=NULL) { printf("("); DispBSTNode(b->lchild); if(b->rchild!=NULL)printf(","); DispBSTNode(b->rchild); printf(")"); } } } int BSTNodeHeight(BSTNode *b) { int lchildh,rchildh; if(b==NULL)return 0; else { lchildh=BSTNodeHeight(b->lchild); rchildh=BSTNodeHeight(b->rchild); return (lchildh>rchildh)?(lchildh+1):(rchildh+1); } } /*建立一个二叉树打印结点的信息, 只被int CreatePBSTNode(BSTNode *b,PBSTNode *pqu[])调用*/ void SetPBSTNodeInfo(BSTNode *b,PBSTNode *parent,PBSTNode *pb,int level,int lrflag) { int f=3; pb->data=b->data; pb->key =b->key; pb->parent=parent; pb->level=level; pb->lrflag=lrflag; pb->space=-1; } /*用层次遍历法,BSTNode结构存储的二叉树转换为,PBSTNode结构的二叉树*/ int CreatePBSTNode(BSTNode *b,PBSTNode *pqu[]) { BSTNode *p; BSTNode *qu[MaxSize]; int front=-1, rear=-1; rear++; qu[rear]=b; pqu[rear]=(PBSTNode*)malloc(sizeof(PBSTNode)); SetPBSTNodeInfo(b,NULL,pqu[rear],1,-1); while(rear!=front) { front++; p=qu[front]; if(p->lchild!=NULL) { rear++; qu[rear]=p->lchild; pqu[rear]=(PBSTNode*)malloc(sizeof(PBSTNode)); SetPBSTNodeInfo(p->lchild,pqu[front],pqu[rear],pqu[front]->level+1,0); } if(p->rchild!=NULL) { rear++; qu[rear]=p->rchild; pqu[rear]=(PBSTNode*)malloc(sizeof(PBSTNode)); SetPBSTNodeInfo(p->rchild,pqu[front],pqu[rear],pqu[front]->level+1,1); } } return rear; } //打印一层结点,及该层结点与父结点的连线路径。 void PBSTNodePrint_char(PBSTNode *pb[],int n,int h) { int l=-1, r=0, i,j,k, end; char c; PBSTNode *p; if(n<=0||h<=0) { return; } else if(pb[0]->level==1) { for(i=0;i<pb[0]->space;i++) printf(" "); printf("%c",pb[0]->data); printf("\n"); return; } h=h-pb[0]->level+2; for(k=0;k<h;k++) { j=0; l--; r++; for(i=0;i<n;i++)//打印线条 { p=pb[i]; end=(p->lrflag==0)?l:r; end+=p->parent->space; for(;j<end;j++) printf(" "); c=(p->lrflag==0)?'/':'\\'; printf("%c",c); } printf("\n"); } for(i=0;i<n;i++)//计算本层结点打印位置 { p=pb[i]; if(p->lrflag==0) p->space=p->parent->space+l; else p->space=p->parent->space+r; } for(i=0,j=0;i<n;i++)//打印关键字数据 { p=pb[i]; for(;j<p->space;j++) printf(" "); printf("%c",p->data); } printf("\n"); } //循环打印所有层的数据 void DispBTree(BSTNode *b) { int n,i,j,high, level; PBSTNode *p; PBSTNode *pqu[MaxSize]; PBSTNode *levelpqu[MaxSize]; n=CreatePBSTNode(b,pqu); high=BSTNodeHeight(b); j=0; level=1; pqu[0]->space=Pstart; for(i=0;i<=n;i++) { p=pqu[i]; if(p->level==level) { levelpqu[j]=p; j++; } else { PBSTNodePrint_char(levelpqu,j,high); level=p->level; j=0; levelpqu[j]=p; j++; } } PBSTNodePrint_char(levelpqu,j,high); } void main() { int iDepth=0, iWidth=0, iCount=0; char *str1="A(B(D,E(H,X(J,K(L,M(T,Y))))),C(F,G(X,I)))"; char *str2="A(B(D(,G)),C(E,F))"; BSTNode *b=CreateBSTNode(str1); DispBSTNode(b);printf("\n"); iDepth=BSTNodeHeight(b); printf("Depth:%d\n",iDepth); DispBTree(b); }